JP2011127812A

JP2011127812A - 塗装用空調装置の制御方法及びその装置

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Publication number: JP2011127812A
Application number: JP2009285308A
Authority: JP
Inventors: Akio Izumi; 昭雄和泉; Yoshiharu Fujii; 嘉治藤井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: JP5493814B2

Abstract

【課題】加湿用機器と加温用機器とを用い、塗装ブースに供給される空調空気を目標温湿度に制御する空調装置において、前記機器を駆動するための駆動エネルギの余分な消費を抑制すると共に、制御不能な状態を回避することを課題とする。
【解決手段】加湿用機器１３及び加温用機器１４で外気の温湿度を調整し、生成された空調空気の温湿度が、空調線図上の飽和湿度線よりも低湿度側に設定された目標温湿度線上の目標温湿度に一致するよう前記機器を制御して塗装ブースに供給する塗装用空調装置１において、前記空調空気の温湿度を目標温湿度に一致させるための前記機器１３、１４の駆動状態を検出し、検出された駆動量が最小となるように、前記目標温湿度線上の目標温湿度を補正する制御装置２０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の車体塗装工場等で用いられる塗装用空調装置の制御方法及び制御装置に関し、塗装用空調装置の技術分野に属する。

近年、自動車の車体等の塗装用塗料としては、環境面を考慮して水性塗料を用いる傾向にあるが、水性塗料の場合、該塗料中に含まれる水分の量が塗装品質に大きく影響し、その水分の量は蒸発によって変化し、蒸発の速度は塗装ブース内の空気の温度、湿度の影響を受ける。つまり、所要の塗装品質を維持するためには、塗料中の水分の蒸発速度を一定に制御することが必要で、そのためにはブースに供給される空気の温湿度を制御しなければならない。

このような課題に対し、例えば特許文献１には、塗装ブースに供給される空気を目標温湿度となるように、前加熱、断熱加湿、冷却、後加熱等を行うようにした空調設備の温湿度制御装置が開示されている。

この種の空調空気の制御装置では、図１３に示すように、温度と絶対湿度とを横軸、縦軸とした空気線図上に相対湿度１００％のライン（飽和空気線）に対応させて予め目標温湿度ラインを設定しておき、今、例えば外気の温湿度がこの線図上の点Ｐ１にあるものとしたとき、この外気温湿度点Ｐ１と同一の等エンタルピーライン上にある目標温湿度ライン上の点Ｑ１を目標点に設定し、等エンタルピーラインに沿う断熱加湿により、空調空気の温湿度を目標値に一致させる制御が行われる。

特許第３９９３３５８号公報

ところで、上記のような空調制御においては、例えば加湿用の水の温度によって、或いは加湿機が複数台備えられる場合における各加湿機の個体差によって、上記例の場合、温湿度が等エンタルピーラインに沿って変化しない場合がある。

この場合、図１３に破線で示すように、目標点Ｑ１の絶対湿度まで加湿した上で、後加熱により温度を目標点Ｑ１の温度まで上昇させることにより、空調空気の温湿度を目標値に一致させる制御が行われることになるが、この場合、実線で示す本来の制御に対して、符号ａで示す後加熱のためのエネルギを余分に消費することになる。

また、塗装ブース内に供給される空気中の塵埃を除去するため、加湿機を常時作動させることがあり、この場合は、次のような問題が生じることがある。

つまり、この場合は、図１４に示すように、外気の温湿度点Ｐ２が目標温湿度ラインの下側（高温度低絶対湿度側）でその近傍にあるとき、塵埃を除去するための最低限の加湿機の作動によっても目標温湿度ラインを超えてしまうので、加湿機を最低限の作動状態とした上で、後加熱によって温度を上昇させたときに目標温湿度ラインと交わる点を目標点Ｑ２に設定することになる。

しかし、この場合も、破線で示すように、加湿による変化が等エンタルピーラインからずれると、符号ｂで示すように、後加熱を予定以上に実施しなければならず、後加熱のためにエネルギを余分に消費することになる。

また、図１５に示すように、外気の温湿度点Ｐ３が目標温湿度ラインの上側（低温度高絶対湿度側）にある場合も、図１４の場合と同様に、塵埃を除去するための最低限の加湿機の作動による加湿と、後加熱とを行うことになるが、この場合は、加湿機の最低限の作動によって湿度が飽和空気線上の点（露点）Ｒ３に達し、それ以上湿度が上がらないから、露点Ｒ３から後加熱により温度を上昇させ、目標温湿度ラインと交わる点を目標温湿度点Ｑ３に設定することになる。

さらに、近年においては、省エネルギ要求やＣＯ_２排出抑制要求等に対応するため、空調装置に冷却機や除湿機を設置しないことが望まれているが、この場合は、夏場等の加湿用水の温度が高い場合に加湿による温度低下が不十分となるなどにより、温湿度の変化が等エンタルピーラインよりも同一絶対湿度で高温度側にずれ、換言すれば、同一温度で絶対湿度が高くなる側にずれることになる。

この場合、例えば外気の温湿度点が図１３の点Ｐ１の場合には、空調空気の温湿度が鎖線で示すように変化することになるが、除湿制御ができないため、目標点Ｑ１に一致させることが不可能となる。

また、外気の温湿度点が図１４の点Ｐ２の場合、図１５の点Ｐ３の場合にも、塵埃を除去するための加湿機の最低限の作動により、それぞれ鎖線で示すように、絶対湿度が目標点Ｑ２、Ｑ３の湿度を上回り、除湿制御を行わない限り、空調空気の温湿度点を目標点Ｑ２、Ｑ３に一致させることができない。

そこで、本発明は、外気の温湿度を目標値に制御する際の余分なエネルギの消費を抑制することを第１の課題とし、また、冷却機や除湿機を備えない空調装置においても空調空気を目標温湿度に制御可能とすることを第２の課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、加湿用及び加温用の機器で外気の温湿度を調整し、生成された空調空気の温湿度が、空気線図上の飽和空気線よりも低湿度側に設定された目標温湿度線上の目標温湿度に一致するよう前記機器を制御して塗装ブースに供給する塗装用空調装置の制御方法であって、前記空調空気の温湿度を目標温湿度に一致させるための前記機器の駆動状態を検出し、検出された機器の駆動量が最小となるように、前記目標温湿度線上の目標温湿度を補正することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の方法において、空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器の制御だけで達成されるように目標温湿度が設定されている場合に、加温用機器の駆動状態を検出し、該加温用機器が駆動されているときに、その駆動量が最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を補正することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の方法において、空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器の最小駆動量が設定され、該加湿用機器の最小駆動量による作動と加温用機器の作動とで達成されるように目標温湿度が設定されている場合に、前記加湿用機器の駆動状態を検出し、駆動量が前記最小駆動量より大きいときに、最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を補正することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の方法において、空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器及び加温用機器の駆動状態を検出し、前記空調空気の温湿度が目標温湿度に収束している場合において、前記加湿用機器及び加温用機器の駆動量がいずれも最小駆動量でないときは、該加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を低温低絶対湿度側に補正し、前記空調空気の温湿度が目標温湿度に収束していないときは、前記加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量の状態で収束するように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を高温高絶対湿度側に補正することを特徴とする。

一方、請求項５に記載の発明は、加湿用及び加温用の機器で外気の温湿度を調整し、生成された空調空気の温湿度が、空気線図上の飽和空気線よりも低湿度側に設定された目標温湿度線上の目標温湿度に一致するよう前記機器を制御して塗装ブースに供給する塗装用空調装置の制御装置であって、前記空調空気の温湿度を目標温湿度に一致させるための前記機器の駆動状態をそれぞれ検出する駆動量検出手段と、該検出手段によって検出される機器の駆動量が最小となるように、前記目標温湿度線上の目標温湿度を補正する目標温湿度補正手段とを備えたことを特徴とする。

上記の構成により、請求項１に記載の方法によれば、加湿用機器と加温用機器とにより外気の温湿度を目標温湿度に調整して塗装ブースに供給する塗装用空調装置において、例えば加湿用の水の温度により、或いは加湿用機器が複数台備えられている場合の各機器の個体差等により、空調空気の温湿度が目標温湿度に制御されず、或いは目標温湿度に調整される際の機器の作動に無駄が生じたりする場合に、該機器の駆動量が最小となるように、所定の目標温湿度線上で目標温湿度点が補正されることになる。

したがって、機器の無駄な作動によるエネルギの消費を抑制しながら、塗装ブースに供給される空調空気が最適な温湿度に調整されることになり、これにより、該塗装ブース内での塗料からの水分の蒸発速度がほぼ一定に維持され、良好な塗装品質が確保されることになる。

その場合に、請求項２に記載の方法によれば、例えば外気の温湿度等との関係で、加湿用機器の制御だけで達成されるように目標温湿度が設定されているにも拘らず加温用機器が駆動されている場合に、その駆動量が最小駆動量となるように目標温湿度が補正されるので、加温用機器の無駄な作動によるエネルギの消費が抑制されることになる。

また、請求項３に記載の方法によれば、例えば空気中の塵埃を除去するなどの目的で、加湿用機器の最小駆動量が設定されている場合において、該加湿用機器の駆動量が前記最小駆動量より大きい場合に、その駆動量が最小駆動量となるように目標温湿度が補正されるので、加湿用機器の無駄な作動によるエネルギの消費が抑制されることになる。

また、請求項４に記載の方法によれば、空調空気の温湿度が目標温湿度に収束している場合において、前記加湿用及び加温用の機器の駆動量がいずれも最小駆動量でないときは、例えば前記請求項２や請求項３の方法などにより、加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量となるように、目標温湿度が低温低絶対湿度側に補正され、また、空調空気の温湿度が目標温湿度に収束していないときは、加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量の状態で収束するように、目標温湿度が高温高絶対湿度側に補正されるので、いずれの場合にも、機器の駆動量を抑制しながら、空調空気の温湿度が目標温湿度に制御されることになる。

そして、請求項５に記載の装置によれば、前期請求項1に記載の方法が実施され、その方法による前記効果が実現される。

本発明の実施形態に係る空調装置の概略図である。空調制御で用いられる目標温湿度ラインの説明図である。空調制御のパターンごとに目標を決定するフローチャートである。パターンごとの目標設定の説明図である。制御パターン１の動作を示すフローチャートである。制御範囲の説明図である。制御パターン１の省エネルギのための補正制御の説明図である。制御パターン１の制御不能解消のための補正制御の説明図である。制御パターン２の動作を示すフローチャートである。制御パターン２の省エネルギのための補正制御の説明図である。制御パターン２の制御不能解消のための補正制御の説明図である。制御パターン３の制御不能解消のための補正制御の説明図である。制御パターン１に対応する従来の問題点の説明図である。制御パターン２に対応する従来の問題点の説明図である。制御パターン３に対応する従来の問題点の説明図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、自動車の車体の塗装ブース（図示せず）に供給する空調空気の温湿度を制御する制御装置の概略の構成を示すもので、この制御装置１は、一端に外気の入口１０ａが、他端に空調空気の出口１０ｂがそれぞれ開口された空調室１０を有し、前記入口１０ａには、外気中の塵埃等を除去するためのフィルタ１１が配設されており、出口１０ｂには、該空調室１０内から空調された空気を吸い出して前記塗装ブースに圧送するための送風ファン１２が配設されている。

また、空調室１０内の入口１０ａ側には、取り入れた空気を加湿するためのワッシャ１３が備えられている。このワッシャ１３は、ポンプ１３ａにより水槽１３ｂ内の水を吸入し、噴霧器１３ｃにより霧を空気中に噴霧することにより該空気を断熱加湿するもので、前記ポンプ１３ａをインバータ１３ｄによって駆動するようになっている。

ここで、前記ワッシャ１３は、フィルタ１１を通過した空気中の微細な塵埃を洗い流して空気中から除去するために、加湿を必要としない場合にも少なくとも最小限の作動量で作動するようになっており、具体的には、前記インバータ１３ｄの最低駆動周波数が２５Ｈｚに設定され、常にこの最低周波数以上で駆動される。

さらに、空調室１０内の出口１０ｂ側には、前記ワッシャ１３により加湿された空気を加温するアフターヒータ１４が備えられており、このワッシャ１３とアフターヒータ１４とにより温湿度が調整された空調空気が塗装ブースに供給される。

以上の構成に加えて、この制御装置１には、前記ワッシャ１３とアフターヒータ１４とを制御するコントロールユニット２０が備えられ、該ユニット２０に、空調室１０に取り入れられる外気の温度と湿度をそれぞれ検出する外気温度センサ２１及び外気湿度センサ２２からの信号がそれぞれ入力されるようになっている。

また、コントロールユニット２０には、空調室１０の出口１０ｂ側に設けられて、ワッシャ１３及びアフターヒータ１４による加湿、加温後の空調空気の温度と湿度とをそれぞれ検出する空調空気用温度センサ２３及び空調空気用湿度センサ２４からの信号も入力されるようになっている。

ここで、前記湿度センサ２２、２４によって検出する湿度は、単位重量の空気中の水蒸気の重量を示す絶対湿度、又は飽和水蒸気量に対する空気中の水蒸気量の割合を示す相対湿度のいずれでもよく、一方を検出すれば、その値と空気の温度とから他方が算出される。

さらに、コントロールユニット２０の記憶装置２０ａには、空調空気の制御の目標温湿度が記憶されている。この目標温湿度は、図２に示すように、温度と絶対湿度とを横軸、縦軸とする空気線図に相対湿度１００％のライン（飽和空気線）Ｈを基準とするラインＬとして設定されており、この実施形態では、飽和空気線Ｈより絶対湿度が６ｇ／Ｋｇ少ない点を結んだラインとされている。

つまり、塗装ブースにおける空気の温湿度が、上記のような目標温湿度ラインＬ上の温湿度である場合、水性塗料から水分が蒸発する際の蒸発速度がほぼ一定となり、安定した塗装品質が得られるとされている。

そして、コントロールユニット２０は、前記外気温度センサ２１及び外気湿度センサ２２からの信号を入力し、外気の温湿度に応じた空調空気の目標温湿度を前記目標温湿度ラインＬ上に設定し、その目標温湿度となるように、前記空調空気用の温度センサ２３及び湿度センサ２４からの信号を入力しながら前記ワッシャ１３とアフターヒータ１４とに制御信号を出力し、空調空気の温湿度をフィードバック制御する。

このフィードバック制御に際しては、コントロールユニット２０は、空気線図上における目標温湿度ラインＬに対する外気の温湿度点の位置関係により３つの制御パターンを設定し、それぞれの制御パターンについて目標温湿度ラインＬ上に目標温湿度点を設定するようになっている。

その場合に、空調空気の温湿度をこの目標温湿度点にフィードバック制御するに際しては、コントロールユニット２０は、ワッシャ１３及びアフターヒータ１４の消費エネルギを抑制するための補正制御と、基本制御では目標温湿度点に一致させることができない場合の補正制御とを行うようになっている。

次に、各制御パターンについて、コントロールユニット２０による前記省エネルギのための補正制御と制御不能を解消するための補正制御の具体的動作を説明する。

まず、図３のフローチャートにより、制御パターンを決定するための制御を説明する。

この制御では、まず、ステップＳ１で、外気温度センサ２１及び外気湿度センサ２２からの信号に基づき、空気線図上における外気温湿度点を決定する。そして、ステップＳ２で、この点が図２に示す前記目標温湿度ラインＬの下側（高温度低絶対湿度側）にあるか上側（低温度高絶対湿度側）にあるかを判定する。

下側にある場合には、ステップＳ３で、図４に点Ｐ１、Ｐ２について示すように、外気温湿度点における絶対湿度と、その外気温湿度点を通過する等エンタルピーラインＥ１、Ｅ２と目標温湿度ラインＬとの交点における絶対湿度との差を求め、ステップＳ４で、その差がワッシャ１３の最低駆動周波数（２５Ｈｚ）に相当する所定値（例えば、１．８ｇ／Ｋｇ）以上か否かを判定する。つまり、ワッシャ１３のインバータ１３ｄを最低周波数で駆動して空気を加湿したときに、目標温湿度ラインＬを超えるか否かを判定する。

そして、点Ｐ１で示すように、前記差ΔＨ１が所定値以上であって、ワッシャ１３の最低駆動周波数での加湿で目標温湿度ラインＬを超えない場合は、ステップＳ５で制御パターン１に設定し、点Ｐ２で示すように、前記差ΔＨ２が所定値未満であって、ワッシャ１３の最低駆動周波数での加湿で目標温湿度ラインＬを超える場合は、ステップＳ６で制御パターン２に設定する。

一方、前記ステップＳ２で、図４に点Ｐ３で示すように、外気温湿度点が目標温湿度ラインＬの上側にあると判定されたときは、ステップＳ７で、制御パターン３に設定する。

そして、各制御パターンについて、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０で、それぞれ次のようにして目標温湿度点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を設定する。

まず、制御パターン１では、図４に示すように、外気温湿度点Ｐ１と同一の等エンタルピーラインＥ１上にある目標温湿度ラインＬ上の点Ｑ１を目標温湿度点に設定する。

また、制御パターン２では、外気温湿度点Ｐ２と同一の等エンタルピーラインＥ２上で、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿によって得られる点Ｒ２を求め、この点Ｒ２と絶対湿度が同一の目標温湿度ラインＬ上の点Ｑ２を目標温湿度点に設定する。

制御パターン３では、制御パターン２と同様に、まず、外気温湿度点Ｐ３と同一の等エンタルピーラインＥ３上で、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿によって得られる点Ｒ３を求めるが、この場合は飽和空気線Ｈ上の露点を超えて加湿されることはないから、その露点が点Ｒ３となり、この露点Ｒ３と絶対湿度が同一の目標温湿度ラインＬ上の点Ｑ３を目標温湿度点に設定する。

そして、それぞれの制御パターン１〜３において、センサ２３、２４からの信号により空調空気の温湿度を検出しながら、該温湿度が上記のようにして設定した点Ｑ１〜Ｑ３の温湿度に一致するよう、ワッシャ１３とアフターヒータ１４とをフィードバック制御する。なお、コントロールユニット２０は、ワッシャ１３及びアフターヒータ１４に出力する制御信号により、これらの作動状態を検出するようになっている。

次に、各制御パターン１〜３について、本発明の特徴である空調制御の省エネルギのための補正制御及び制御不能を解消するための補正制御の動作を説明する。

まず、制御パターン１の場合は、図５のフローチャートに従って前記補正制御が行われ、まず、ステップＳ１１で、前記センサ２３、２４からの信号により、空調空気の温湿度を入力する。その際、湿度センサ２４により絶対湿度を検出する場合には、相対湿度を算出し、相対湿度を検出する場合は絶対湿度を算出し、いずれの場合にも、空調空気の温度、絶対湿度、及び相対湿度を取得する。

次に、ステップＳ１２〜Ｓ１４で、空調空気の前記温度、絶対湿度、及び相対湿度が、図６に示す所定の制御範囲に収まっているか否かを判定する。

つまり、ステップＳ１２で、空調空気の温度が、目標温湿度点Ｑ１における温度に対して±０．２℃以内か否かを判定し、ステップＳ１３で、絶対湿度を露点温度に置換して、空調空気の露点温度が、目標温湿度点Ｑ１における露点温度に対して±０．２℃以内か否かを判定し、ステップＳ１４で、相対湿度が、目標温湿度点Ｑ１における相対湿度に対して±０．５％以内か否かを判定する。

そして、いずれも以内と判定されたとき、即ち、現在の空調空気の温湿度が図６の制御範囲に収まっているときは、次にステップＳ１５で、アフターヒータ１４の出力を検出し、ステップＳ１６で、その出力が０％であるか否かを判定する。

ところで、この制御パターン１では、前述の図４に示すにように、外気温湿度点Ｐ１の等エンタルピーラインＥ１上に目標温湿度点Ｑ１が設定されるから、ワッシャ１３による加湿により、空調空気の温湿度が等エンタルピーラインＥ１に沿って変化すれば、その温湿度を目標温湿度点Ｑ１の値に一致させることができるはずであるが、図７に示すように、この等エンタルピーラインＥ１から低温度、低絶対湿度側へずれて変化することがある。

この場合、空調空気を目標温湿度点Ｑ１と同じ絶対湿度の点Ｘ１まで加湿すると共に、加温することにより、温湿度を目標温湿度点Ｑ１に一致させることになる。したがって、アフターヒータ１４が作動しているときは、空調空気の温湿度の変化が等エンタルピーラインＥ１に対して低温度、低絶対湿度度側へずれて変化していることが判明する。

そこで、この制御パターン１では、前記のように、アフターヒータの出力が０％であるか否かを判定し、０％でないと判定されたとき、即ちアフターヒータ１４が作動しているときは、目標温湿度点Ｑ１を移動させる補正制御を行う。

即ち、図５のフローチャートで、ステップＳ１７を実行し、アフターヒータ１４の作動状態が９０秒継続したときに、ステップＳ１８で、目標温湿度ラインＬに沿って目標温度を０．１℃低くする。

そして、ステップ１６でアフターヒータ１４の出力が０％となったことを判定するまで、前記ステップＳ１１〜Ｓ１８を繰り返すことにより、図７に示すように、目標温湿度点Ｑ１を目標温湿度ラインＬに沿って低温度、低絶対湿度側、即ち空調空気の温湿度のずれの方向と同方向に移動させ、最終的に、空調空気の温湿度が実際に変化するライン上に新たな目標温湿度点Ｑ１’を設定する。

その後、この目標温湿度点Ｑ１’を制御目標としてフィードバック制御を行うことにより、図７に符号ｄで示すアフターヒータ１４の無駄な作動を回避した省エネルギ制御が実行されることになり、この制御で空調空気の温湿度が目標温湿度に制御される。

ここで、ステップＳ１３で、空調空気の絶対湿度が制御範囲を逸脱していることが判定された場合、ステップＳ１４で、空調空気の相対湿度が制御範囲逸脱していることが判定された場合は、この補正制御を行わず或いは終了し、通常のフィードバック制御を行う。

一方、ステップＳ１２で、空調空気の温度が制御範囲を逸脱していることが判定された場合は、次に、ステップＳ１９で、温度が高い方に逸脱しているか否かを判定し、さらに、ステップＳ２０で、相対湿度が目標温湿度点Ｑ１の相対湿度より低いか否かを判定する。

これらの判定において、結果がいずれもＹｅｓの場合、即ち、空調空気の温湿度点が図８に示す点Ｙ１、Ｙ１’にある場合は、ステップＳ２１でワッシャ１３の駆動周波数を検出し、ステップＳ２２で最低駆動周波数か否かを判定する。さらに、最低駆動周波数でない場合は、ステップＳ２３で、空調空気の絶対湿度が目標温湿度点Ｑ１の絶対湿度に対して露点温度で±０．２℃以内か否か、即ち絶対湿度が制御範囲にあるか否かを判定する。

そして、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数の場合、即ち、ワッシャ１３による加湿量を減らすことができず、前記空調空気の温湿度点を目標温湿度点Ｑ１に制御できない場合（Ｙ１）、または、絶対湿度が制御範囲内にあるにも拘らず、目標温湿度点Ｑ１に制御されない場合（Ｙ１’）は、次にステップＳ２４、Ｓ２５で、アフターヒータ１４の出力を検出し、０％か否かを判定する。そして、出力が０％のときにステップＳ２６を実行し、以上の状態が９０秒継続したときに、ステップＳ２７で、目標温度を目標温湿度ラインＬに沿って０．１℃高くする。

これにより、目標温湿度点Ｑ１が目標温湿度ラインＬに沿って高温度、高絶対湿度側、即ち空調空気の温湿度のずれの方向と同方向に移動されると共に、ステップＳ１９で、空調空気の温度が目標温度まで低下されたことが判定され、或いはステップＳ２０で、相対湿度が目標相対湿度に上昇されたことが判定されるまで、ステップＳ２７の目標温度を高くする制御が行われ、空調空気の温湿度が実際に変化するラインの延長線と目標温湿度ラインＬとの交点に新たな目標温湿度点Ｑ１”が設定されることになる。

そして、その後、この新たな目標温湿度点Ｑ１”を制御目標としてフィードバック制御が行われることになり、ワッシャ１３による加湿だけで目標温湿度へのフィードバック制御が可能となる。

ここで、ステップＳ１９で、空調空気の温度が目標温度より高くないと判定された場合、ステップＳ２０で、空調空気の相対湿度が目標湿度より低くないと判定された場合、ステップＳ２３で、ワッシャ１３の駆動周波数が最低周波数でなく、かつ絶対湿度が制御範囲を逸脱していることが判定された場合、及びステップＳ２５でアフターヒータ１４の出力が０％でないと判定された場合は、この補正制御を行わず或いは終了し、通常のフィードバック制御を行う。

次に、制御パターン２について説明する。この制御パターン２の制御は図９のフローチャートに従って行われ、まず、ステップＳ３１で、図１に示すセンサ２３、２４からの信号により、空調空気の温湿度を入力し、次にステップＳ３２〜Ｓ３４で、前記制御パターン１の場合と同様に、空調空気の温度、絶対湿度、及び相対湿度が、図６に示す所定の制御範囲に収まっているか否かを判定する。そして、温度、絶対湿度、及び相対湿度のいずれもが制御範囲に収まっているときは、次にステップＳ３５でワッシャ駆動周波数を判定し、ステップＳ３６で、その周波数が最低駆動周波数であるか否かを判定する。

つまり、制御パターン２では、前述の図４に示すように、ワッシャ１３による加湿により、空調空気の温湿度が等エンタルピーラインＥ２に沿って変化したときに、塵埃を除去するための最低駆動周波数によるワッシャ１３の作動によって目標温湿度ラインＬを超えるので、その後、アフターヒータ１４によって同一絶対湿度ラインに沿って加温するのであるが、図１０に示すように、空調空気の温湿度が前記等エンタルピーラインＥ２から低温度、低絶対湿度側へずれると、符号ｅで示すように、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数より大きくなり、これにともなってアフターヒータ１４も必要以上に作動することになる。

そこで、この制御パターン２では、フローチャートのステップＳ３５、Ｓ３６で、ワッシャ１３の駆動周波数を判定し、その周波数が最低駆動周波数でない場合は、空調空気の温湿度の変化が等エンタルピーラインＥ２からずれて、ワッシャ１３及びアフターヒータ１４が必要以上に作動していると判定し、次にステップＳ３７を実行し、その状態が９０秒継続したときに、ステップＳ３８で、目標温湿度ラインＬに沿って目標温度を０．１℃低くする。

そして、ステップ３６でワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数に低下したことを判定するまで、前記ステップＳ３１〜Ｓ３８を繰り返すことにより、図１０に示すように、目標温湿度点を目標温湿度ラインＬに沿って低温度、低絶対湿度側へ移動させる。これにより、最終的に、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数とされると共に、アフターヒータ１４の作動量も低減される新たな目標温湿度点Ｑ２’が目標温湿度ラインＬ上に設定されることになる。

そして、その後、この新たな目標温湿度点Ｑ２’を制御目標としてフィードバック制御が行われることにより、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数で、しかもアフターヒータ１４の作動量が低減された省エネルギ制御が行われ、この制御で空調空気の温湿度が目標温湿度に制御される。

ここで、ステップＳ３２で、空調空気の温度が制御範囲を逸脱していることが判定された場合、ステップＳ３４で、空調空気の相対湿度が制御範囲逸脱していることが判定された場合は、この補正制御を行わず或いは終了し、通常のフィードバック制御を行う。

一方、ステップＳ３３で、空調空気の絶対湿度が制御範囲を逸脱していることが判定された場合は、次にステップＳ３９で、空調空気の相対湿度が目標温湿度点の相対湿度より高いか否かを判定する。そして、高い場合、即ち、空調空気の温湿度点が図１１に示す点Ｙ２にある場合は、ステップＳ４０でワッシャ１３の駆動周波数を検出し、ステップＳ３４で最低駆動周波数か否かを判定する。

そして、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数の場合、即ち、相対湿度が目標温湿度点の相対湿度より高い状態で、ワッシャ１３による加湿量を減らすことができず、そのため、前記空調空気の温湿度点Ｙ２を目標温湿度点Ｑ２に一致させることができない場合には、次にステップＳ４２、Ｓ４３で、アフターヒータ１４の出力を検出し、０％か否かを判定する。そして、０％でない場合、即ちアフターヒータが作動している場合は、ステップＳ４４を実行し、その状態が９０秒継続したときに、ステップＳ４５で、目標温湿度ラインＬに沿って目標温度を０．１℃高くする。

これにより、目標点が目標温湿度ラインＬに沿って空調空気の温湿度のずれの方向と同方向に移動される共に、ステップＳ３９で、空調空気の相対湿度が目標相対湿度に低下したことが判定されるまで、ステップＳ４９の目標温度を高くする制御が行われ、最終的に、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿とアフターヒータ１４による加温とで空調空気の温湿度が一致する目標温湿度ラインＬ上の点に新たな目標温湿度点Ｑ２”が設定される。

そして、その後、この新たな目標温湿度点Ｑ２”を制御目標としてフィードバック制御が行われることにより、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿とアフターヒータ１４による加温とで、目標温湿度へのフィードバック制御が可能となる。

ここで、ステップＳ３９で、空調空気の相対湿度が目標相対湿度よりも高くないと判定された場合、ステップＳ４１で、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数でないと判定された場合、ステップＳ４３で、アフターヒータ１４が作動していると判定された場合は、この補正制御を行わず或いは終了する。

なお、制御パターン３は、外気の温湿度が目標温湿度ラインＬの上側にあり、ワッシャ１３の最低駆動周波数による作動で露点に達する場合がある点を除いて制御パターン２と同様であり、制御は図９の制御パター２のフローチャートと同じフローチャートに従って行われる。

つまり、図９のフローチャートのステップＳ３６で、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数でないと判定されることになり、この状態が９０秒継続したときに、ステップＳ３８で、目標温湿度ラインＬに沿って目標温度が０．１℃低下される。

そして、これを繰り返すことにより、制御パターン２の場合と同様、ワッシャ１３の駆動周波数が最低駆動周波数となったときに、目標温湿度ラインＬ上に新たな目標温湿度点Ｑ３’が設定される。これにより、パターン制御２の場合と同様に、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿とアフターヒータ１４による加温とによる省エネルギの制御が行われる。

一方、空調空気の温湿度の変化が等エンタルピーラインＥ３から高温度、高絶対湿度側にずれた場合は、図１２に示すように、露点Ｒ３’が高絶対湿度側にずれるため、空調空気の温湿度点Ｙ３を目標温湿度点Ｑ３に一致させることができなくなる。

この場合、ステップＳ３２からステップＳ３９が実行されて、相対湿度が目標温湿度点Ｑ３の相対湿度より高いと判定される。そして、ワッシャ１３の駆動周波数が最低周波数であり、アフターヒータ１４の出力が０％でない場合は、その状態が９０秒継続した時点で、ステップＳ４５で、目標温湿度ラインＬに沿って目標温度が０．１℃高くされる。

そして、空調空気の相対湿度が目標相対湿度に低下したことが判定されるまで、前記ステップＳ４５の制御を繰り返すことにより、最終的に、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿とアフターヒータ１４による加温とで空調空気の温湿度が一致する目標温湿度ラインＬ上の点に新たな目標温湿度点Ｑ３”が設定される。

その後、この新たな目標温湿度点Ｑ３”を制御目標としてフィードバック制御が行われることにより、制御パターン２の場合と同様に、ワッシャ１３の最低駆動周波数による加湿とアフターヒータ１４による加温とで、目標温湿度へのフィードバック制御が可能となる。

以上のように、本発明によれば、塗装用空調装置を制御する場合に、省エネルギ制御が実行され、或いは制御不能状態が解消されるので、例えば車体の塗装を行う自動車産業等において、好適に利用される可能性がある。

１空調装置
１３ワッシャ（加湿用機器）
１４アフターヒータ（加温用機器）
２０コントロールユニット（制御手段）

Claims

加湿用及び加温用の機器で外気の温湿度を調整し、生成された空調空気の温湿度が、空気線図上の飽和空気線よりも低湿度側に設定された目標温湿度線上の目標温湿度に一致するよう前記機器を制御して塗装ブースに供給する塗装用空調装置の制御方法であって、前記空調空気の温湿度を目標温湿度に一致させるための前記機器の駆動状態を検出し、検出された機器の駆動量が最小となるように、前記目標温湿度線上の目標温湿度を補正することを特徴とする塗装用空調装置の制御方法。
空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器の制御だけで達成されるように目標温湿度が設定されている場合に、加温用機器の駆動状態を検出し、該加温用機器が駆動されているときに、その駆動量が最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を補正することを特徴とする請求項１に記載の塗装用空調装置の制御方法。
空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器の最小駆動量が設定され、該加湿用機器の最小駆動量による作動と加温用機器の作動とで達成されるように目標温湿度が設定されている場合に、前記加湿用機器の駆動状態を検出し、駆動量が前記最小駆動量より大きいときに、最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を補正することを特徴とする請求項１に記載の塗装用空調装置の制御方法。
空調空気の実温湿度と目標温湿度の差に応じて加湿用及び／又は加温用の機器を駆動することにより、該空調空気の温湿度を目標温湿度に一致するようにフィードバック制御すると共に、加湿用機器及び加温用機器の駆動状態を検出し、前記空調空気の温湿度が目標温湿度に収束している場合において、前記加湿用機器及び加温用機器の駆動量がいずれも最小駆動量でないときは、該加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量となるように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を低温低絶対湿度側に補正し、前記空調空気の温湿度が目標温湿度に収束していないときは、前記加湿用機器又は加温用機器の駆動量が最小駆動量の状態で収束するように、前記目標温湿度線上で目標温湿度を高温高絶対湿度側に補正することを特徴とする請求項１に記載の塗装用空調装置の制御方法。
加湿用及び加温用の機器で外気の温湿度を調整し、生成された空調空気の温湿度が、空気線図上の飽和空気線よりも低湿度側に設定された目標温湿度線上の目標温湿度に一致するよう前記機器を制御して塗装ブースに供給する塗装用空調装置の制御装置であって、前記空調空気の温湿度を目標温湿度に一致させるための前記機器の駆動状態をそれぞれ検出する駆動量検出手段と、該検出手段によって検出される機器の駆動量が最小となるように、前記目標温湿度線上の目標温湿度を補正する目標温湿度補正手段とを備えたことを特徴とする塗装用空調装置の制御装置。